專利名稱：提高溝槽型功率mos器件的擊穿電壓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溝槽型功率MOS器件的制備方法，具體涉及一種提高溝槽型功率 MOS器件的擊穿電壓的方法。
背景技術(shù)：
溝槽型功率MOS器件是目前熱門的功率器件。圖1為現(xiàn)有的一種溝槽型功率MOS 器件的結(jié)構(gòu)示意圖。在這種器件結(jié)構(gòu)中，其通過體區(qū)與外延層所形成的PN結(jié)耗盡來(lái)形成漂 移區(qū)，實(shí)現(xiàn)PN結(jié)的反向擊穿，因此器件耐壓的大小受到外延層的厚度和摻雜濃度的限制。 在相同外延的前提下，如何來(lái)提高器件的擊穿電壓，或者在相同反向擊穿電壓情況下，如何 降低通態(tài)電阻是業(yè)界努力的一個(gè)方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高溝槽型功率MOS器件的擊穿電壓的 方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的提高溝槽型功率MOS器件的擊穿電壓的方法，在 溝槽型功率MOS器件的溝槽刻蝕形成之后，在溝槽下方進(jìn)行離子注入，形成導(dǎo)電類型與體 區(qū)相同的阱，阱位于外延層中；而在接觸孔刻蝕形成之后，在接觸孔下方進(jìn)行離子注入，形 成導(dǎo)電類型與體區(qū)相同的接觸阱，接觸阱伸入外延層。本發(fā)明的提高溝槽型功率MOS器件的擊穿電壓的方法，為在原有的溝槽型功率 MOS器件的工藝平臺(tái)上作進(jìn)一步改進(jìn)，增加了柵極溝道和接觸孔底部?jī)刹诫x子注入和推進(jìn)， 分別在柵極下方和接觸孔下方形成阱，在反向截止時(shí)擴(kuò)大體區(qū)和外延層之間的耗盡區(qū)，提 高器件的擊穿電壓。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明圖1是現(xiàn)有的溝槽型功率MOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為采用本發(fā)明的方法制備的溝槽型功率MOS器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的提高溝槽型功率MOS器件的擊穿電壓的方法的流程圖；圖4為實(shí)施本發(fā)明的方法步驟中溝槽刻蝕后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為實(shí)施本發(fā)明的方法步驟中溝槽底部離子注入的示意圖；圖6為實(shí)施本發(fā)明的方法步驟中體區(qū)和源區(qū)離子注入的示意圖；圖7為實(shí)施本發(fā)明的方法步驟中接觸孔刻蝕后的示意圖；圖8為實(shí)施本發(fā)明的方法步驟中接觸孔底部離子注入的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的提高溝槽型功率MOS器件的擊穿電壓的方法，為在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過柵極溝道下面和接觸孔下面的離子注入來(lái)實(shí)現(xiàn)提高擊穿電壓，最終形成如圖2所示的 結(jié)構(gòu)。下面結(jié)合圖3對(duì)本發(fā)明的方法作詳細(xì)說(shuō)明，包括如下步驟1)在溝槽型功率MOS器件的溝槽刻蝕形成(見圖4)之后，在溝槽下方進(jìn)行離子 注入，在溝槽底部形成摻雜劑的導(dǎo)電類型與體區(qū)相同的柵極底部注入?yún)^(qū)(也稱阱，見圖5)。 溝槽的刻蝕之前的工藝與常規(guī)的工藝相同，可為在外延層上淀積硬阻擋層，之后利用光刻 工藝定義出溝槽圖形，并刻蝕硬阻擋層，而后進(jìn)行溝槽的刻蝕。溝槽底部通過離子束注入摻 雜，摻雜類型與體區(qū)相同(與外延漂移區(qū)相反)，注入劑量范圍為IO12 IO15原子/cm2，注 入能量范圍為IKeV 2000KeV。注入后可利用退火工藝進(jìn)行注入?yún)^(qū)的推進(jìn)，退火的溫度為 400 1200攝氏度，處理時(shí)間為10秒 10小時(shí)。2)接著是利用常規(guī)工藝制備柵氧，以及用多晶硅填充溝槽形成柵極。3)而后同樣是采用常規(guī)工藝進(jìn)行體區(qū)的離子注入和源區(qū)的離子注入(見圖6)，以 及在形成了上述結(jié)構(gòu)的襯底上淀積層間膜，接著刻蝕層間膜形成接觸孔(見圖7)。4)在接觸孔刻蝕形成之后，在接觸孔下方進(jìn)行離子注入，形成導(dǎo)電類型與體區(qū)相 同的接觸孔注入?yún)^(qū)(也稱接觸阱)，該接觸孔注入?yún)^(qū)的深度要深于體區(qū)和溝槽，在外延層 內(nèi)。所注入的離子劑量范圍為IO12 IO15原子/cm2，注入能量范圍為IKeV 2000KeV。離 子注入后可利用退火工藝進(jìn)行注入?yún)^(qū)的推進(jìn)，退火的溫度為400 1200攝氏度，時(shí)間為10 秒 10小時(shí)。接著為離子注入在接觸孔底部形成高濃度離子注入?yún)^(qū)，以形成歐姆接觸(見 圖8)。后其它工藝與傳統(tǒng)功率MOS晶體管器件制程工藝完全一致。
權(quán)利要求
1.一種提高溝槽型功率MOS器件的擊穿電壓的方法，其特征在于在所述溝槽型功率 MOS器件的溝槽刻蝕形成之后，在所述溝槽下方進(jìn)行離子注入，形成導(dǎo)電類型與體區(qū)相同的 阱，所述阱位于外延層中；而在接觸孔刻蝕形成之后，在接觸孔下方進(jìn)行離子注入，形成導(dǎo) 電類型與體區(qū)相同的接觸阱，所述接觸阱伸到所述外延層中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高溝槽型功率MOS器件的擊穿電壓的方法，其特征在于 所述柵極底部離子注入的劑量范圍為IO12 IO15原子/cm2，注入能量為1 2000KeV ；所述 接觸孔下方離子注入的劑量范圍為IO12 IO15原子/cm2，注入能量范圍為10 2000KeV。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提高溝槽型功率MOS器件的擊穿電壓的方法，其特征在 于在所述溝槽下方離子注入工藝和接觸孔下方離子注入工藝后中，都要對(duì)襯底進(jìn)行退火 處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高縱向溝槽MOS器件的耐壓的方法，其特征在于所述退 火處理的溫度設(shè)置為400 1200°C，處理時(shí)間為10秒至10小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高溝槽型功率MOS器件的擊穿電壓的方法，在溝槽型功率MOS器件的溝槽刻蝕形成之后，在溝槽下方進(jìn)行離子注入，形成導(dǎo)電類型與體區(qū)相同的阱，該阱位于外延層中；而在接觸孔刻蝕形成之后，在接觸孔下方進(jìn)行離子注入，形成導(dǎo)電類型與體區(qū)相同的接觸阱，且接觸阱伸到外延層中。采用本發(fā)明的方法所制備的溝槽型功率MOS器件，器件的擊穿電壓得到提高。
文檔編號(hào)H01L21/265GK102104001SQ20091020196
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者程宇虹, 繆進(jìn)征, 金勤海 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司